Metodos sísimicos RESUMEN

INFORME N° 4-SÍSMICA DE REFRACCIÓN

Noviembre, 2017

Br. Jose Carrillo

C.I.: 25.717.070

RESUMEN

Fueron realizados en la Ciudad Universitaria de Caracas dos perfiles perpendiculares de sísmica de refracción. Para la adquisición de los datos se empleó el método de “geófono virtual” de esta manera se multiplicaron el número de trazas obtenidas en cada registro. Los registros obtenidos en campo fueron posteriormente procesados utilizando los softwares de procesamiento Pickwin y Plotrefa para la selección de primeras llegadas y generación de un modelo 2D de dos capas mediante el método de inversión respectivamente, los modelos obtenidos fueron luego interceptados generando así un modelo 3D de la zona de estudio. El estudio contó con la presencia de diversos errores en el procesamiento debido al alto contenido de ruido en la adquisición. Se estimó que el medio consta de una primera capa de arena limosa con una velocidad de 500 m/s de entre 3 y 5 m de espesor y una segunda capa de 1100 a 1200 m/s asociado a grava con presencia de arena, esto de acuerdo a la Formación Las Mercedes presente en el área de estudio.

Palabras clave: Refracción, geófono virtual, método de inversión, modelo 2D, modelo 3D.

INTRODUCCIÓN

Los métodos sísmicos en conjunto con los otros 3 métodos fundamentales de la prospección geofísica (gravimétricos, magnéticos y eléctricos) son esenciales para la caracterización y análisis de las estructuras y comportamiento del subsuelo.

Basado en el principio de Huygens, que establece que cada frente de onda se comporta como una fuente generadora secundaria de ondas, el principio de tiempo mínimo de Fermat y siguiendo la ley de Snell se aplica dentro de los métodos sísmicos la técnica de prospección por refracción, la cual se fundamenta en el análisis de las primeras llegadas de la onda generada por una fuente artificial hasta un receptor calculando las velocidades de las mismas mediante el registro de sus tiempos de llegada. Debe tomarse en cuenta que este método sólo es posible de realizar en medios donde los materiales estratificados posean una oposición al flujo de onda (impedancia acústica) contrastante y se debe cumplir que las velocidades obtenidas aumenten en función de la profundidad.

En el informe presentado se describe el proceso de caracterización de un área localizada en la Ciudad Universitaria de Caracas empleando el método sísmico antes descrito mediante una metodología de adquisición denominada “geófono virtual” y procesando los datos haciendo uso de softwares especializados para su posterior análisis e interpretación.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Caracterizar la zona de estudio.

Objetivos específicos:

• Procesar los datos de refracción.
• Generar un modelo bidimensional de la zona.
• Estimar un modelo tridimensional de la zona.

GEOLOGÍA

El área de adquisición de datos está ubicada en la Ciudad Universitaria de Caracas (CUC), más específicamente en la zona centro sur del Valle de Caracas, en el Distrito Capital, perteneciente al tramo central de la Cordillera de la Costa, Sistema Montañoso del Caribe. Esta zona posee muchas complejidades geomorfológicamente hablando debido a la presencia de asociaciones entre secuencias volcánicas y metamórficas con unidades sedimentarias.

Puntualmente en la zona se encuentra el afloramiento de La Formación Las Mercedes, donde predomina el Esquisto Las Mercedes, denominación impuesta por Aguerrevere y Zuloaga (1937) para la zona extensiva de esquisto micareo grafitoso presente en la región. Wehrmann (1972) establece que la litología predominante en la zona corresponde a esquisto cuarzo muscovítico calcítico grafitoso con algunas intercalaciones de mármol grafitoso esto a revisión de González de Juana et al. (1980). Un estudio realizado por Salcedo y Ortas (2004) establece que la zona puede ser dividida en dos partes donde el tope, ubicado a un intervalo de suelo de entre 1,5 y 4 m de espesor, está constituido por arena limosa y limo areno-arcilloso mientras que la base se constituye de esquistos cuarzo micáceos interfoliados con esquistos cuarzo calcáreos micáceos, estos esquisto con forman la mayor parte de la litología de la CUC.

González (2011) propone registros de velocidades en la zona mínimas de 400 m/s y máximas de 700 m/s para una primera capa (tope) que varía en espesores de 1,3 a 5 m dependiendo de la litología, mientras que establece velocidades mínimas de 400 m/s y máximas de 1100 m/s con espesores que varían de 2 a 9 m (también según el tipo de material) para una segunda capa (base).

METODOLOGÍA

Metodología de adquisición:

Para la adquisición de los datos realizar dos tendidos de 48 m de longitud haciendo uso de un sismógrafo de 12 canales con sus respectivos geófonos. Para la geometría del tendido se utilizó el método de “Geófonos Virtuales”  con la finalidad de simular 24 canales, para esto una vez calculada la longitud del tendido distribuir a lo largo del mismo 12 geófonos con separación de 1 metro entre ellos y un offset de 0,5 m, sumado a esto dividir el tendido en 4 partes iguales obteniendo 5 puntos de disparo ubicados a 0, 12, 24, 36 y 48 m respectivamente. Una vez calculada la geometría se ejecutar 3 disparos y registrar en un formato de apilado en cada punto de disparo. Una vez cubierto todo el tendido se procede a desplazar los geófonos 1 m de su posición original y registrar en sentido contrario con el mismo número de disparos. De esta manera se obtiene un registro de 24 teniendo solo 12 canales disponibles en el sismógrafo.

Finalizado el primer tendido, realizar una nueva línea de adquisición perpendicular a la anterior,  interceptándose aproximadamente a los 13 m del primer tendido y 16 m del segundo, y proceder al registro del tendido siguiendo la misma metodología del tendido anterior.

Metodología de procesamiento:

Una vez obtenidos los 20 registros (10 para el primer tendido y 10 para el segundo) en la zona estudiada, se procede al procesamiento de los mismos. En primera instancia se identifican las primeras llegadas de los disparos a 0,12, 24, 36 y 48 m del primer y segundo tendido mediante el software de procesamiento Pickwin, abriendo los dos archivos correspondientes a cada punto de disparo se aplica en cada uno de ellos un filtro BPF (Pick first arrivals→ BPF) y uno diferencial (Option→ Processing→ Option→ Differential) para eliminar el ruido presente en las trazas, luego emplear la función Pick first arrivals → Pick first arrival time manually para identificar la primera llegada de la onda en cada traza. Una vez hecho esto en cada registro  almacenar estos datos.

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